(1)针对深地资源安全高效智能化开采技术创新与现场应用的实际需求,剖析了当前深部矿井智能化开采在理论、技术、装备与工艺等方面存在的科技难题,主要包括千米深井液压支架-围岩智能耦合控制理论、超大采高工作面智能化开采理论与工艺体系构建、不同系列液压支架及配套系统研制、冲击地压矿井长距离超前支护技术与装备研发、复杂地质精细探测与动态建模、千米深井多元灾害智能预警及防控。
(2)聚焦千米深井安全高效智能化开采围岩控制理论,提出了以强度耦合、刚度耦合和稳定性耦合为核心的支架-围岩智能耦合关系,并形成与之相适应的支架-围岩智能耦合控制逻辑;构建了8.2m超大采高智能综采/7m超大采高智能综放开采理论和工艺体系,研制了与之相匹配的液压支架及配套系统,突破了超大采高智能综采开采工艺及超高煤壁围岩控制技术瓶颈,克服了超大采高综放开采智能化放煤理论与围岩控制难题。
(3)研发了能够在运输平巷较小空间内无反复支撑、快速循环自移的单元式超前支架,有效解决了深部矿井超前支护距离长、支护技术与装备适应性差的问题;开发了基于惯导和精准地质模型的智能采煤控制系统,解决了深部矿井工作面设备智能控制及困扰连续生产的难题;构建了千米深井智能化开采综合管控平台,实现了基于矿井地理信息的生产运营、安全监控、重大灾害预警等系统信息的采集、分析与融和贯通。
山东能源集团有限公司
深地煤炭资源地质赋存复杂,智能化开采是深地资源安全、高效、绿色发展的必由之路。智能化开采成套技术与装备能否适应千米深井复杂地质环境、控制围岩稳定并驱动装备跟随煤层自动推进是影响煤炭安全高效开采、减少作业人员、降低劳动强度的关键。山东能源集团聚焦千米深井智能化开采围岩控制理论,提出了以强度耦合、刚度耦合和稳定性耦合为核心的支架-围岩智能耦合关系,并形成与之相适应的智能耦合控制逻辑;为突破超大采高智能综采开采工艺及超高煤壁围岩控制技术瓶颈,提出了超大采高液压支架工作阻力“双因素控制法”,发明了三滚筒采煤机及其配套开采方法,研制了与超大采高智能综采相匹配的液压支架及配套系统;针对超大采高综放开采智能化放煤理论与围岩控制难题,提出超大采高综放支架-围岩耦合协调采放空间控制方法,创新了超大采高综放“马鞍形”开采工艺,研制了7 m超大采高智能综放开采液压支架及配套系统;研发了无反复支撑、快速循环自移的单元式超前支架,解决了回采巷道超前支护距离长、支护技术与装备适应性差的问题;开发了基于惯导和精准地质模型的智能采煤控制系统,解决了深部矿井工作面设备智能控制及困扰连续生产的难题;搭建了千米深井智能化开采综合管控平台,实现了千米深井重大灾害多源异构数据融合与管控。上述核心技术在山东能源集团下属赵楼煤矿7302工作面、东滩煤矿3308工作面等多个工作面进行了智能化开采示范建设,取得了良好的应用效果,所获成果整体推动了我国深地煤炭资源安全高效智能化开采水平,可以为类似矿井智能化工作面建设提供理论与技术借鉴。
采矿工程、煤矿智能开采
李 伟,孙希奎. 深地煤炭资源安全高效智能化开采关键技术与实践[J]. 煤炭科学技术,2024,52(1):52−64.
LI WEI,SUN Xikui. Key technologies and practices for safe, efficient, and intelligent mining of deep coal resources[J]. Coal Science and Technology,2024,52(1):52−64.
END 责任编辑:朱恩光
设计排版:冯春晖
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